Сплав на основе железа

Союз СоветскыхСоцыалыстыческыхРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет по делак нэебретеннй н еткрцтнй.)Зна нимет л г Центральный ордена Трудового Красногонаучно-исследовательский институт черной нм, И, П. Бардина(71) Заявитель Мл ур нэг"(54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА 420 С 160 ГПа 1200 МПа1000 МПа700 - 800 МПа14% 1Изобретение относится к металлургии, а именно к прецизионным сплавам, нашедшим применение при изготовлении упругих чувствительных элементов датчиков давления и виброзлементов, обеспечивающих высокую надежность и точность работы приборов и измерительной аппаратуры. С этой целью для ответственных деталейприменяют сплавы, модуль упругости которыхне чувствителен к изменению температурныхусловий,Известен сплав 111 следутощего состава,вес.%:Никель 43Титан 2,8Кремний 0,3Углерод 0,05Кобальт 12Алюминий 1,0Марганец 0,3Сера и фосфор Не более 0,02Сплав обладает следующими физическимисвойствами: Температура КюриМодуль упругостиТемпературный козф.фнцнент модуля упруго.сти 13010 С 5Изготовляемые из сплава упрутие чувстви.тельные элементы используются при нагреве до300 С. После двойной терьптческой обработкисплав имеет следующие значения механичесоких свойств:Предел прочностиПредел текучестиПредел упругостиУдлинение Недостатками сплава являются низкая темпе.ратура (300 С), до которой модуль упруго.сти мало изменяется, что определяется точкой Кюри, и низкий уровень предела упругости после двойной термической обработки, 20составляющий 700-800 МПа.Известен сплав 12), содержащий, вес.%:Никель 22,5 - 44,0Ниобий 2,5-6,0Алюминий 0,5-3,0Марганец 0,1-0,4Кобальт 10-35Титан 2,1 -4,0Кремний 0,1-0,4 5Железо ОстальноеСплав характеризуется удовлетворительной пластичностью в горячем и холодном состоя. нии. Оптимальные свойства достигаются в состоянии после механо-термической обработки,10 состоящей из холодной деформации со степенью наклепа 3% и последующего старения при 600 - 700 С и имеют значения:Предел прочности 1600 МПаПредел упругости1300 МПа 15Модуль упрутосэи 170 ГПаПредел текучести 1500 МПаУдлинение 3%Температурный коэффициент модуля упругости + 50 10 бСУпрочнение сплава двойной термической обработкой не обеспечивает такие высокие значения прочностных и упругих свойств:Предел прочности 1200 МПа 25Предел упругости 800 МПаПредел текучести 1000 МПаУдлинение 8%Прочностные характеристики сохраняют свои значения до 400 С, 36Недостатком этого сплава является низкий уровень прочностных и особенно упругих характеристик в состояний после двойной термической обработки, что не позволяет испольэовать сплав в качестве материала для упругих чувствительных элементов специального назначения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достйтаемому эффекту является сплав на основе железа 131, содержа-,щ щий, вес.%:НикельХромТитанКремний45МарганецАлюминийКобальтЖелезо 32-480 - 101,5-3,50,3-2,00,4-3,00,5-3,05 - 25Остальное 56Однако известный сплав имеет недостаточ. иый уровень упругих свойств.Целью изобретения является повышение предела упругости сплава,Поставленная цель достигается тем, что55 сплав на основе железа, содержащий никель, кобальт, титан, алюминий, марганец и крем. ний, дополнительно содержит цирконий приследующем соотношении компонентов, вес.%:Никель 18,9 - 35,3Титан 0,4-3,8Кобальт 19,1 - 40,5Алюминий 0,3-3,1Марганец 0,05 - 1,0Кремний 0,05 - 1,0Цирконий 0,001 - 1,5Железо ОстальноеВ качестве примесей сплав может содержать серу и фосфор не более 0,02% каждого.Железоникелевые сплавы применяются вдатчиках давлении, работающих до 100 - 200 С.Наиболее важной характеристикой материал;.,используемого для изготовления упругих чувствительных элементов датчиков давления, является устойчивость сплава к микропластическимдеформациям, характеризующаяся значениямиусловного предела упрутости (60 сои )вышение предела упругости дает возможностьрасширить диапазон работы приборов, уменьшить их габариты и сэкономить дорогостоящие материалы и оборудование, используемыепри термостатировании,В табл. 1 приведены химический состав ифизико-механические свойства исследованныхсплавов, упрочненных двойной термическойобработкой по режиму: закалка 950 С +старение 650 С,Предлагаемый сплав обладает высокимипрочностнымн и упругими свйоствами, хорошейдеформируемостью в горячем и холодном состоянии, имеет малые значения температурногокоэффициента модуля упругости в интервалетемператур от -60 до 500 С.В холодном состоянии после умягчающейтермической обработки сплав имеет удлинение35-38%, что .позволяет изготовлять из неголисты, ленту, проволоку и трубы. Горячаяпластичность предлагаемого сплава нескольковыше, чем известного,В табл. 2 даны результаты испытания спла.вов на кручение при высоких температурах,.Предлагаемый сплав имеет широкий интервал значений температурного коэффициента модуля упругости. Его величина находится в пределах от -50 10 6 до +50 10 6 С , проходя через нулевые значения.Сплав рекомендуется для применения в упругих чувствительных элементах датчиков давления сложной формы, упрочненных двойной термической обработкой и работающих при высоких температурах,Экономический эффект от применения сплава составляет 1400 тыс, руб,ооДО ло оо -" оФ о Г 3о е 1о о о 8 о о о о Щ о о О , ео м о Ю, О Ф еч сч о а о О сг 1 (4 О мо сю о м м ф 4 Гч ч о юъ 00 о ф979521 Т а б л и а 2 Температура испьпаний, С Предлагаемый 36 35 Известный 31 35 41 30 Составитель С, Деркачева Техред М.Надь Корректор М, ДемчнкПодписное Редпстор А. Гулько Тираж 660 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и опсрытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Заказ 9285/10 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Формула изобретения Сплав на основежелеза, содержащий ни 1 б кель, кобальт, титан,алюминий, марганец и кремний, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения предела упругости, он дополнительно содержит цирконий при сле. дующих соотношениях компонентов, вес,%:Никель .18,9 - 35,3Кобальт 19,1 - 40,5Титан 0,4-3,8Алюминий 0,3-3,1 Марганец 0,05 - 1,0Кремний 0,05 - 1,0Цирконий0,001 - 1,5. Железо ОстальноеИсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, ГОСТ 10999 - 74, Сплавы нрецнзнонные,Марки.2. Авторское свидетельство СССР Н 665015,кл, С 22 С 38/14, 1979.3. Авторское свидетельство СССР Мо 170541,1 сл, С 22 С 38/58, 1964.